纯电动大巴车身结构设计与分析

作     者：赵庆斌 

作者单位：沈阳工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：田国富

授予年度：2018年

学科分类：08[工学] 080204[工学-车辆工程] 0802[工学-机械工程] 

主      题：纯电动大巴车 有限元分析 结构分析 侧翻碰撞 

摘      要：在全球能源危机和环境污染日渐突出的情况下,纯电动汽车作为一种低能耗、低排放的新能源汽车,引起了各大汽车企业的关注。大巴车在行驶过程中,车身会受到各种复杂的载荷和冲击,在国内汽车行业,纯电动大巴车的车身结构主要是在传统能源汽车的车身结构的基础上对其结构进行局部调整,然而,这种设计并未从根本上解决车身在大巴车行驶过程中所受到的载荷差异带来的潜在危害。因此,对纯电动大巴车车身结构进行合理化的设计与分析是必要的。本文主要以纯电动大巴车车身作为设计分析研究对象,对纯电动大巴车身结构进行设计与分析。首先,根据纯电动大巴车的结构特点,对纯电动大巴车的组成进行了分析,并对动力系统主要部件进行了说明,同时依据各部件的特性,结合车身的性能参数对纯电动大巴车动力电池和驱动电机进行参数匹配设计,进而对纯电动大巴车车体进行布局和结构分析。其次,根据所提供的大巴车技术参数,利用CATIA软件建立纯电动大巴车车身的三维实体模型。并根据纯电动大巴车车身的结构特性,通过有限元分析的方法,对车身在四种常见行驶工况下进行静态力学分析,得到整车车身的强度和刚度以及各组成部分的应力分布情况,进而对纯电动大巴车车身结构性能进行评估和校核,同时对车身结构进行动态特性研究,主要从模态分析入手研究车身结构的固有频率和振型,通过模态振型了解车身各部位的弯曲刚度和扭转刚度。最后,依据侧翻碰撞法规,对纯电动大巴车车身进行侧翻碰撞分析,应用Hypermesh软件建立了整车侧翻碰撞有限元模型得到K文件,并提交给LS-DYNA软件对其进行求解计算。其次,利用后处理软件Hyperview显示碰撞过程中的各项响应指标,对变形较大处进行结构改进,增加加强板及封板,经验证,改进后的车身符合国家纯电动客车安全生产标准。